You Are Reading

0
Cikgu ROG Rabu, 25 Ogos 2010


Oleh Fadzlin Sen

SISTEM ROBOTIK ASAS

Secara umumnya robot membawa maksud satu unit mekanikal yang boleh menjalankan pelbagai fungsi. Ia direka khas untuk menggerakkan sesuatu benda kerja atau peralatan melalui pelbagai gerakan yang diprogramkan. Satu unit mekanikal boleh didefinisikan sebagai robot apabila mempunyai ciri-ciri seperti mempunyai pelbagai paksi gerakan yang membolehkannya melakukan kerja serta mempunyai sistem kawalan yang boleh diprogramkan untuk melakukan kerja sesuatu gerakan. Penggunaan robot adalah penting dalam industri pembuatan masa kini. Ini kerana robot dapat membantu manusia melakukan pelbagai kerja sukar.





Antara kerja-kerja yang boleh dilakukan oleh robot ialah mengangkat bahan berat, mengimpal, mengecat badan kereta dan memasang komponen elektronik. Robot juga terlibat dalam proses pembedahan dalam perubatan dan penggunaan sistem satelit. Robot juga digunakan untuk melakukan pelbagai kerja yang berbahaya dan berisiko tinggi kepada manusia seperti kerja menuang logam lebur pada kerja tuangan, serta kerja yang melibatkan pengendalian bahan kimia dan bersuhu tinggi.

ELEMEN-ELEMEN SISTEM ROBOTIK
Pada asasnya elemen-elemen sistem robotik terdiri daripada empat elemen iaitu:
a) Elemen Kuasa
b) Elemen Kawalan
c) Elemen Gerakan
d) Elemen Deria




a) Elemen Kuasa

Dalam sistem robotik, sumber kuasa adalah elemen yang diperlukan bagi menghasilkan gerakan robot. Elemen kuasa yang digunakan pada sistem robotik terdiri daripada kuasa elektrik, pneumatic, atau hidraulik. Kuasa elektrik membekalkan kuasa ke peralatan pada robot seperti elektro mekanikal & motor pemacu bagi menggerakkan mekanisme penggerak. Sistem hidraulik menggunakan cecair bertekanan tinggi sebagai medium pemindahan kuasanya, manakala sistem pneumatik pula menggunakan udara termampat tekanan tinggi untuk operasi robot. Sistem kuasa bendalir atau udara termampat akan ditukarkan kepada pergerakan mekanikal dengan cara bendalir atau udara termampat dialirkan melalui hos ke elemen pergerakan.

b) Elemen Kawalan

Dalam industri pembuatan, terdapat pelbagai jenis robot yang digunakan. Robot-robot direka bentuk khas mengikut kerja yang hendak dilakukannya. Sebelum robot boleh melakukan sesuatu kerja, elemen kawalan perlu diprogramkan terlebih dahulu bagi mengawal gerakannya. Terdapat tiga jenis sistem kawalan robotik yang biasa digunakan iaitu :

i. Kawalan Pandu Terus
Dalam industri kawalan, operator robotik akan menggunakan peralatan yang disebut 'gantungan pengajar'. Peralatan ini digunakan untuk memandu robot bergerak terus ke posisi atau lokasi yang dikehendaki. Apabila tangan robot telah sampai ke titik posisi yang dikehendaki, turutan pergerakan robot yang direkodkan ini akan digunakan untuk menghasilkan gerakan yang akan dilalui oleh robot semasa melakukan proses kerja.
Kawalan pandu terus ialah kaedah kawalan yang paling popular dan banyak digunakan dalam industri kerana mudah dan sesuai diprogramkan untuk pelbagai jenis kerja. Walau bagaimanapun, jika operasi kerja terlalu rumit dan memerlukan ketepatan yang tinggi, banyak masa diperlukan untuk kerja-kerja memandu terus robotik ini.

ii. Kawalan Gerak Terus
Dalam kaedah kawalan jenis ini, kehadiran robot tidak diperlukan. Pada permulaannya, pengatur cara robotik akan menulis dan memasukkan program ke komputer bagi kegunaan operasi robot seterusnya. Pelbagai program pergerakan robot yang rumit boleh dimasukkan dengan menggunakan kod-kod tertentu yang boleh dibaca oleh elemen kawalan robotik. Program lengkap yang telah dimasukkan pada komputer akan dimuat turun ke elemen kawalan robotik. Seterusnya robot akan melakukan dan melaksanakan arahan kerja seperti yang diprogramkan. Kebaikan robot ini ialah program boleh disimpang, dipinda dan operasi robot boleh diulangi, dilajukan atau diperlahankan pada bila-bila masa.

iii. Kawalan Logik Boleh Atur Cara (PLC)
Kawalan logik boleh atur cara dikenali sebagai PLC (Programmable Logic Controller) ialah peranti elektronik yang arahan kawalan sistemnya boleh disimpan dalam memori. Pengatur cara robotik akan memasukkan program ke unit PLC menggunakan arahan logik. Arahan ini akan diproses dan ditukar kepada arahan masukan (input) dan arahan keluaran (output). Arahan ini akan mengaktifkan unit pergerakan robotik seperti suis, geganti dan injap solenoid serta motor. Seterusnya robot akan melaksanakan kerja menurut program yang dimasukkan. Program kawalan boleh dipinda, ditambah atau dibuang pada bila-bila masa.
c) Elemen Pergerakan

Robot dibina dalam pelbagai bentuk dan saiz yang berbeza-beza. Robot juga boleh bergerak dalam pelbagai gerakan mengikut kerja yang dilakukan.Gerakan robot terhasil daripada penyambungan sendi-sendi dalam reka bentuk geometri robotik. Biasanya robot boleh melakukan dari satu hingga lima jenis gerakan. Gerakan yang dimaksudkan ialah:

1. Pergerakan Berbentuk Silinder
2. Pergerakan Berbentuk Polar
3. Pergerakan Berbentuk Skara
4. Pergerakan Berbentuk Segi Empat Tepat
5. Pergerakan Berbentuk Pergelangan Tangan

1. Pergerakan Berbentuk Silinder
Pada pergerakan berbentuk silinder bentuk lengan robot boleh berputar sepenuhnya (3600) pada tapak atau bahunya. Robot juga boleh bergerak keluar, masuk, turun, dan naik seperti rajah 10. Gabungan gerakan-gerakan robotik menghasilkan gerakan berbentuk silinder. Gerakan robot berbentuk silinder sesuai bagi kerja mengambil dan mengangkat bahan dari aras lantai ke aras meja.

2. Pergerakan Berbentuk Polar
Pada pergerakan berbentuk polar, lengan robot boleh berputar 360o pada tapaknya dan 90o pada satah menegak. Lengan robot juga boleh digerakkan keluar dan masuk. Gabungan gerakan-gerakan robotik akan menghasilkan gerakan berbentuk polar. Robot yang mempunyai gerakan ini boleh mencapai semua benda pada bahagian sebelah atas dan sekelilingnya. Robot yang mempunyai gerakan berbentuk polar sesuai bagi kerja memindahkan benda kerja dari satu tempat ke tempat lain dalam bulatan persekitarannya.

3. Pergerakan Berbentuk Skara
Dalam pergerakan berbentuk skara, lengan robot boleh digerakkan pada dua paksi, iaitu pada satah mendatar, serta boleh bergerak secara linear turun dan naik. Bentuk gerakan skara hampir sama dengan gerakan berbentuk silinder. Walau bagaimanapun, binaan lengannya membolehkan robot mencapai objek pada sekelilingnya tanpa halangan. Sistem robotik dengan gerakan berbentuk skara sesuai untuk melakukan kerja pemasangan pada beberapa bahagian produk. Contohnya adalah kilang pemasangan kereta seperti Proton.

4. Pergerakan Berbentuk Segi Empat Tepat
Pergerakan berbentuk segi empat tepat berasaskan tiga paksi utama, iaitu x, y dan z. Lengan robot boleh bergerak ke depan dan ke belakang, keluar dan masuk, serta turun dan naik. Gabungan gerakan-gerakan ini akan menghasilkan gerakan berbentuk segi empat tepat. Lengan robot boleh mencapai semua objek dalam koordinat berbentuk segi empat tepat. Kelebihan gerakan robot berbentuk ini adalah dapat melakukan gerakan yang berulang-ulang dengan tepat.

5. Pergerakan Berbentuk Pergelangan Tangan
Pergerakan ini disebut pergerakan berbentuk pergelangan tangan sekiranya tangan robot boleh bergerak pada tiga paksi. Pergerakan bentuk ini hampir sama dengan pergelangan lengan manusia. Pergerakan berbentuk ini boleh mencapai objek yang berada di atas dan di bawahnya tanpa halangan. Sistem robotik yang mempunyai pergerakan berbentuk pergelangan tangan amat sesuai bagi kerja mengimpal, mengecat dan memasang badan kereta.

d) Elemen Deria

Dalam sistem kawalan robotik, kecekapan robot bekerja bergantang pada jenis elemen deria yang digunakan. Robot melakukan asas operasinya dengan berpandukan isyarat masukan daripada sistem deria. Kawalan deria yang mudah seperti sentuhan suis akan memberhentikan pergerakan lengan, atau membuka dan menutup genggaman robot. Deria kawalan yang lebih kompleks seperti deria penglihatan akan membolehkan robot melakukan kerja dengan cepat dan cekap.
Elemen deria robotik akan menukarkan tenaga seperti tenaga cahaya, haba, bunyi, magnetik, atau mekanikal kepada tenaga elektrik. Tenaga elektrik ini akan menghantar isyarat masukan ke unit kawalan bagi menghasilkan kawalan operasi robotik yang cekap dan berkesan. Antara elemen deria yang biasa digunakan ialah:
1. Suap Balik Elektronik
2. Deria Sentuh
3. Deria Penglihatan

0 comments:

Catat Ulasan